1、第三章 免疫球蛋白,免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）是指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。抗体（antibody，Ab)是B细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生的一种蛋白质，主要存在于血清等体液中，能与相应抗原特异性地结合，具有免疫功能。,免疫球蛋白与抗体的概念,免疫球蛋白与抗体的关系,所有的抗体都是免疫球蛋白，但并非所有的免疫球蛋白都是抗体。免疫球蛋白是结构和化学上的概念，抗体是生物学和功能上的概念。Ig可分为二类：分泌型(secreted Ig，sIg)：存在于体液(血清、组织液,外分泌液)。膜型(membrane Ig，mIg)：即B细胞膜上的抗原受体。,第一节
2、免疫球蛋白的结构,一、免疫球蛋白的基本结构,四肽链结构：所有Ig的基本单位都是四条肽链的对称结构。两条重链（H）和两条轻链（L）。每条重链和轻链分为氨基端和羧基端。,人类Ig根据其重链（重链分别为：、）恒定区的分子结构和抗原特异性的不同，分为五类：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE；轻链可分为两型：、型。,一、免疫球蛋白的基本结构,Ig的两条长链称为重链（Heavy chain, H链） 重链可分为、链 Ig的两条短链称为轻链（Light chain, L链） 可分为、型。每个Ig分子的两条轻链完全相同。,IgM IgG IgA IgD IgE,可变区（V区）： 根据氨基酸排列顺序的不同分
3、为可变区（V区）和恒定区（C区）。比较不同抗体V区的氨基酸序列，发现VH和VL各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序特别易变化，这些区域称为高变区（HVR）。三个高变区共同组成Ig的抗原结合部位，该部位也称为互补性决定区（CDR）。,一、免疫球蛋白的基本结构,高变区,恒定区（C区）： 重链和轻链的C区分别称为CH和CL，不同类Ig的重链CH长度不一，同一种属动物中，同一类别Ig分子C区氨基酸的组成和排列顺序比较恒定。,一、免疫球蛋白的基本结构,铰链区： 位于CH1与CH2之间，含有丰富的脯氨酸，因此易伸展弯曲，而且易被木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等水解。,一、免疫球蛋白的基本结构,免疫球蛋白的结构,二、免
4、疫球蛋白的功能区,每个功能区约由110个氨基酸组成，其氨基酸的序列具有相似形或同源性。其二级结构是反向平行的片层。,IgG, IgA, IgD: 轻链: VL, CL 重链: VH, CH1, CH2, CH3IgM, IgE: 轻链: VL, CL 重链: VH, CH1, CH2, CH3, CH4,各功能区的功能VL, VH: 超变区（互补决定区、CDR): 与抗原 特异性结合部位；CL, CH1: 同种异型的遗传标记；CH2（IgG ）、 CH3(IgM): 补体C1q结合点；IgG CH2: 通过胎盘；IgM 、IgG CH3：与单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞、B细胞表面的
5、FcR结合；IgE CH2和CH3：与肥大细胞和嗜碱性性粒细胞 表面的IgE FcR结合；铰链区：适于V区同抗原的结合。含大量脯氨酸，富有弹性和伸展性，能使Ab与不同距离的抗原决定簇结合，也利于暴露补体结合位点。,三、免疫球蛋白的水解片段,木瓜蛋白酶水解IgG：得到两个相同的Fab（Fragment antigen binding抗原结合片段）段和一个Fc（Fragment crytallizable可结晶片段）段。胃蛋白酶裂解IgG：得到一个具有双价活性的F（ab）2段和若干个小分子多肽碎片（pFc）,四、J链和分泌片（一）连接链（J链） 由浆细胞合成的一种糖蛋白； IgA(二聚体)和IgM
6、（五聚体）含有J链； 可稳定Ig形成二聚体、五聚体或多聚体的成份。（二）分泌片（SP） 是分泌型IgA(sIgA）的一个辅助成分，由粘膜 上皮细胞合成和分泌； 1、保护sIgA的铰链区免受蛋白酶的水解破坏； 2、介导IgA二聚体的从粘膜下到粘膜表面的转运,IgG于出生后3个月开始合成，4个亚类；IgG为单体，半衰期约20-30天，血清含量最高，占血清免疫球蛋白总量的75-80%，是血清中主要的抗感染抗体；IgG是唯一能通过胎盘的抗体；,一、IgG,第二节 五类Ig的特性与作用,通过Fc段与吞噬细胞表面FcR结合，发挥调理作用；与NK细胞结合，发挥ADCC作用；与葡萄球菌A蛋白结合，可用于免疫学
7、诊断和IgG抗体的纯化；具有抗菌、抗毒素的作用；参与、型超敏反应。,BACK,二、IgM,五聚体，是分子量最大的Ig，又称为巨球蛋白；个体发育过程最早产生的抗体，胚胎晚期开始合成，新生儿脐带血中IgM水平升高，提示胎儿曾有宫内感染；IgM激活补体能力比IgG强；天然血型抗体；,IgM在早期免疫防御过程发挥重要作用，是血液中抗感染的主要抗体；IgM是抗原刺激后出现最早的抗体，故检测IgM水平可用于传染病的早期诊断；膜IgM是B细胞抗原受体（BCR）的主要成分；参与、型超敏反应。,二、IgM,B细胞表面 IgM,sIgM,J 链,两种IgM的比较,分泌型IgM,膜型IgM,mIgM,Iga Igb
8、,Iga Igb,分泌型IgA (双体),血清型IgA(单体);分泌型IgA(sIgA，双体);sIgA是局部和粘膜免疫的主要Ig。,四、IgD,IgD是B细胞的重要表面标志;未成熟B细胞仅表达mIgM;成熟B细胞同时表达mIgM和mIgD;活化B细胞或记忆B细胞表面的mIgD逐渐消失;膜型IgD是B细胞表面的抗原受体(BCR)。,五、IgE,又称亲细胞抗体；CH2和CH3功能区可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上的高亲和力Fc受体（FcR1）结合，引起I型超敏反应。,二、免疫球蛋白的生物学活性,1、V区的功能-与相应的Ag发生特异性结合： 主要功能是识别和特异性的结合抗原，是V区特别是HVR（CDR
9、）的空间构型所决定； Ig单体可结合两个抗原表位，为双价； Ab（抗体） + Ag（抗原）发挥免疫效应； B细胞膜表面的IgM和IgD是B细胞识别抗原的受体。,2、C区的功能： 激活补体：IgM，IgG13 + Ag； 结合细胞表面的Fc受体：调理作用、ADCC作用、介导I型超敏反应； 穿过胎盘和黏膜。,免疫球蛋白的生物学活性,免疫球蛋白的生物学活性,第三节 抗体的人工制备,一、多克隆抗体-第一代抗体 指由不同B细胞克隆产生的针对抗原物质中多种抗原决定簇的多种抗体混合物。如:免疫血清（含多种特异性抗体）。实际意义： （1）预防、治疗感染性疾病，如：破伤风抗毒素血清 抗破伤风，胎盘球蛋白 抗病毒
10、感染等； 副作用：超敏反应。 （2）用于临床诊断，如：肥达氏反应 - 伤寒、副伤寒，缺点：特异性差。,二、单克隆抗体-第二代抗体 由单一克隆B细胞杂交瘤产生的，只识别抗原分子的某一特定抗原决定簇的特异性抗体。（monoclonal antibody，McAb）。,特点：具有高度均一性。杂交瘤细胞： 骨髓瘤细胞 - 无限增殖； 免疫B细胞- 合成、分泌特异性抗体。杂交瘤技术 - HAT培养基：次黄嘌(H), 氨基蝶呤(A)和胸腺嘧啶核苷(T)。,杂交瘤技术制备单克隆抗体流程,动物免疫,分离脾细胞,制备骨髓瘤细胞,细胞融合,HAT培养基选择杂交瘤细胞,阳性孔克隆化并扩大培养,再次克隆,克隆扩大培养
11、,扩大培养收集上清液,动物接种收集腹水,单克隆抗体纯化保存,ELISA测血清,单克隆抗体的应用：1.诊断试剂：病原体、肿瘤标志物、细胞表面标志等2.治疗：A 移植物受者使用T细胞的McAb，可预防急性排斥反应。B 供体骨髓在体外经T细胞的McAb处理，可减轻或消除移植物抗宿主反应。C AIDS治疗D 肿瘤介入治疗：细胞毒剂(药物)与抗肿瘤抗原的McAb结合后，利用McAb的导向作用，将细胞毒剂(药物)定位于肿瘤细胞，到达直接杀死肿瘤细胞的目的。,三、基因工程抗体,在DNA水平对Ig基因进行切割、拼接或修饰，导入受体细胞表达的抗体。 如：人-鼠嵌合抗体，改型抗体。,思考题,1 抗体和免疫球蛋白的概念2 图示免疫球蛋白的基本结构、功能区以及功能3 简述免疫球蛋白的生物学活性4 免疫球蛋白的血清型有那些？5 试述各类免疫球蛋白的特性和功能6 什么是单克隆抗体和多克隆抗体？,
